Vórtice Polar
El vórtice polar constituye una barrera natural en la estratosfera, a una latitud aproximada de 70 grados Sur, la que aísla el aire antártico del resto del planeta durante el invierno y parte de la primavera. Luego, según la primavera avanza, y las temperaturas crecen, el vórtice se hace más débil y permite el ingreso de masas de aires provenientes de latitudes más bajas. Finalmente, el vórtice rompe y se produce un intercambio normal de masas de aires con el resto del planeta.
Nubes Estratosféricas Polares (NEP)
Normalmente la estratosfera es muy seca, por lo tanto en ella no se forman nubes, pero tiene una delgada capa en la que se hallan gotas delgadas y húmedas de ácido sulfúrico. Debido a las bajas temperaturas en la estratosfera antártica durante el invierno (85 o C bajo cero), el vapor de agua se condensa y se forman delgadas nubes de hielo. Estas nubes están formadas por cristales y las reacciones químicas que se producen en su superficie retienen el vapor de agua y los compuestos de nitrógeno, quedando libre el cloro, que reacciona con el ozono cuando la luz del sol aparece nuevamente en Primavera . Cuando esta estación avanza, con el aumento de la temperatura y la fluencia de aire cálido proveniente de otras latitudes, las nubes, al igual que el vórtice, se disipan.
Compuestos Clorofluorocarbonados (CFC)
Se denominan halocarbonos a los compuestos formados por carbono y halógenos (flúor, cloro, bromo y iodo). Desde el punto de vista de la destrucción del ozono, los más importantes resultan los clorofluorocarbonos (CFC).
El primer CFC fue sintetizado en 1928 y desde mediados de siglo su producción ha aumentado fuertemente, disminuyendo recientemente debido a su efecto sobre la capa de ozono. Estos compuestos parecieron ideales durante años por ser no inflamables , no tóxicos , fáciles de almacenar y tener bajo costo de fabricación. Además son químicamente estables, lo cuál significa que, una vez liberados a la atmósfera no se disocian en la troposfera y, por lo tanto, no son "barridos" por la lluvia y las reacciones químicas que limpian a otras sustancias de la troposfera. Esta propiedad, que constituye una ventaja desde el punto de vista de la polución, resultó un inconveniente en cuanto a la capa de ozono. Como no se disocian en la troposfera, los CFC suben a la estratosfera hasta la altura en que la radiación solar es suficientemente intensa como para disociarlos, y de esa manera queda el cloro libre para reaccionar con el ozono y destruirlo
En la Producción del CFC-12, Puede observarse un crecimiento exponencial desde 1940 hasta la década del 70.
Se han utilizado en múltiples aplicaciones: propelentes para aerosoles, fabricación de espumas (desde las utilizadas para apagar incendios hasta las que se usan para fabricar recipientes descartables), limpieza de circuitos electrónicos, refrigeración (el Freón es un nombre comercial del más común), aire acondicionado,etc.
En cuánto a su vida media, el F11 sobrevive alrededor de 75 años y el F12 110 años antes de ser destruidos. Además, se estima que un átomo de cloro, liberado por descomposición de una molécula de CFC, es capaz de destruir 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar para formar moléculas estables e inactivas. Una molécula de CFC tarda alrededor de 4 años para viajar desde la superficie terrestre hasta la altura dónde se halla el ozono. Esa es una de las razones por las que los resultados de las medidas que limitan la fabricación de los CFC no se observan en forma inmediata. Si bien 90% de las emisiones de CFC se produce en las latitudes de Europa, América del Norte, Rusia y Japón su concentración es pareja en todo el planeta. Esto se debe a que, por no ser solubles en agua y relativamente poco reactivos, se mezclan en un año o dos en la baja atmósfera, a alturas menores que 10Km. Luego, esta mezcla de aire sube de la baja atmósfera a la estratosfera, especialmente en las zonas tropicales. Finalmente el viento mueve este aire hacia los polos, de manera tal que el aire en la estratosfera de todo el planeta contiene aproximadamente la misma cantidad de CFC.
Los CFC son gases que también contribuyen al “efecto invernadero”. Algunos sustitutos de los CFC no afectan la capa de ozono y por lo tanto no está limitada su producción en los documentos que tratan la disminución de ozono. Sin embargo, por ser “gases invernadero”, entran dentro de la Convención Marco sobre Cambio Global. Conociendo los factores que generan el "agujero" podemos concluir cómo éste se produce. Durante el invierno existe un aislamiento de la estratosfera antártica, pero en ausencia de luz solar, no se producen ciertas reacciones químicas, tales como la descomposición de los CFC. Cuando en la primavera la luz solar vuelve a incidir sobre la Antártica, produce la disociación de los CFC dejando libre al cloro activo, el cuál destruye al ozono presente en la estratosfera. Debido al aislamiento en esta región, no hay ingreso de masas de aire ricas en ozono provenientes de latitudes más bajas, que es dónde este gas se genera. Luego, al aumentar las temperaturas y romperse el aislamiento, ingresan masas de aire ricas en ozono y se produce la recuperación de la capa de ozono sobre la región.
TOMS/Nimbus 7 TOMS/Earth Probe
Octubre 15, 1979 Octubre 15, 1998
Vista polar del hemisferio Sur, Octubre 15, 1979 y Octubre 15, 1998. Cortesía Dr Richard Mc Peters (TOMS/Nimbus-7) y Dr Jay Herman (TOMS/Earth Probe), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC).
Los Compuestos de Bromo
El bromuro de metilo es un halocarbonados, no tan común, pero con mayor potencial de destrucción sobre el ozono. Los principales aportes de bromo a la atmósfera se producen por: la quema de bosques, la fumigación de productos agrícolas, las emisiones de los automóviles y la fabricación de pesticidas. Por muchos años se creyó que los océanos eran una fuente natural de este compuesto, pero estudios recientes muestran que en realidad es una fuente y un sumidero, aunque con un balance que lo hace actuar como sumidero.
Otros Compuestos Clorados
Otros compuestos que contienen cloro son liberados en la superficie terrestre, pero se disocian en la troposfera y por lo tanto son “limpiados” mediante la lluvia y procesos similares y no alcanzan la capa de ozono. Una gran cantidad de cloro es enviado a la atmósfera, por evaporación del agua de los océanos, en la forma de sal marina (cloruro de sodio). Esta sal es soluble en agua y por lo tanto es removida rápidamente de la troposfera, cayendo en forma de lluvia, hielo o nieve. Lo mismo sucede con las sustancias utilizadas en las piletas de natación y la lavandina de uso doméstico .
كما نعرف فإنّ هذه الظاهرة تحصل فقط في الربيع، وتنشأ عن ثلاث عوامل:
إثنان طبيعيان (الإعصار القطبي والغيوم السُكاكيّة القطبية) وعامل ثالث صُنعي بشكل أساسي (حضور الكلور النشيط في طبقة الأستراتوسفير - السكاكية، سُكاك: الهواء الجوي في الجزء الأعلى من الغلاف الجوي الأرضي ويمتد من 10 إلى 80 كيلومتر على وجه التقريب من سطح الأرض - معجم المورد إسباني عربي - والمنبعث من مركبات كلور فلور كاربون).
الإعصار القطبي
الإعصار القطبي عبارة عن حاجز طبيعي في الاستراتوسفيرا وبامتداد تقريبي قدره 70 درجة جنوباً، الأمر الذي يؤدي لعزل هواء منطقة القطب الجنوبي عن باقي الكوكب خلال الشتاء وخلال جزء من الربيع. لاحقاً، وبتقدم فصل الربيع وبدء ارتفاع درجات الحرارة، يصبح الإعصار أضعف ويسمح بإدخال كتل هوائية آتية من طبقات أكثر إنخفاضاً. بالنهاية، ينكسر الإعصار (يتلاشى) وينتج تبادل عادي بالكتل الهوائية مع باقي الكوكب الأرضي.
الغيوم السُكاكيّة القطبية
غالباً ما تبدو طبقة الأستراتوسفيرا شديدة الجفاف، بالتالي، لا يتشكّل ضمنها غيوم، لكن، تحضر طبقة رقيقة فيها قطرات صغيرة ورطبة من حمض الكبريت. ووفق درجات الحرارة المنخفضة في تلك الطبقة الجوية القطبية الجنوبية خلال الشتاء (تصل الى 85 درجة مئوية تحت الصفر):
الإعصار القطبي عبارة عن حاجز طبيعي في الاستراتوسفيرا وبامتداد تقريبي قدره 70 درجة جنوباً، الأمر الذي يؤدي لعزل هواء منطقة القطب الجنوبي عن باقي الكوكب خلال الشتاء وخلال جزء من الربيع. لاحقاً، وبتقدم فصل الربيع وبدء ارتفاع درجات الحرارة، يصبح الإعصار أضعف ويسمح بإدخال كتل هوائية آتية من طبقات أكثر إنخفاضاً. بالنهاية، ينكسر الإعصار (يتلاشى) وينتج تبادل عادي بالكتل الهوائية مع باقي الكوكب الأرضي.
الغيوم السُكاكيّة القطبية
غالباً ما تبدو طبقة الأستراتوسفيرا شديدة الجفاف، بالتالي، لا يتشكّل ضمنها غيوم، لكن، تحضر طبقة رقيقة فيها قطرات صغيرة ورطبة من حمض الكبريت. ووفق درجات الحرارة المنخفضة في تلك الطبقة الجوية القطبية الجنوبية خلال الشتاء (تصل الى 85 درجة مئوية تحت الصفر):
يتكثّف بخار الماء ويشكل غيوم رقيقة من الجليد. تتكوّن تلك الغيوم من بلورات وتحتجز التفاعلات الكيميائية الناتجة في سطحها بخار الماء ومكونات الآزوت، في حين يبقى الكلور حراً ويتفاعل مع الأوزون، عندما يظهر ضوء الشمس من جديد في الربيع. بتقدم فصل الربيع وإزدياد درجات الحرارة وتأثير الهواء الساخن الآتي من طبقات أخرى:
تتلاشى الغيوم وكما حصل مع الإعصارالقطبي.
مركبات الكلور الفور الكاربون (CFC)
يُطلَقُ إسم هالوكاربونوس على المركبات المشكلة من الكاربون والهالوجينات (فلور، كلور، بروم واليود). إنطلاقاً من وجهة نظر إتلاف طبقة الأوزون، تنتج المركبات الأكثر أهمية الكلوروفلوروكاربونو (سنختصرها بأحرف ك ف كا (CFC)).
جرى تصنيع أول ك ف كا العام 1928 وقد إزداد إنتاجه منذ أواسط القرن العشرين بقوة، ومن فترة غير بعيدة، بدأ تقليل إستخدامه بسبب تأثيره على طبقة الأوزون.
لقد ظهرت تلك المركبات مثالية خلال أعوام كونها غير خاضعة للإحتراق، ليست سامة، سهلة التخزين وتتمتع بسعر زهيد على صعيد الكلفة، بالإضافة لكونها مستقرة كيميائياً، ما يعني أنّ تحررها إلى الغلاف الجوي، لن يجعلها تتحلل في الطبقات السفلى منه، وبالتالي، لن تُشكِّل "عوائق" للمطر وللتفاعلات الكيميائية، التي تقوم بتنظيف مواد أخرى من الطبقات السفلى للغلاف الجوي.
هذه الخاصيّة، التي تُعتبر مفيدة إعتباراً من وجهة نظر تلوث الجو، أضحت غير مناسبة بالنسبة لطبقة الأوزون. فكونها لا تنحل في الطبقات السفلى للغلاف الجوي، ترتفع مركبات ك ف كا إلى الطبقة السُكاكيّة حتى إرتفاع للإشعاع الشمسي فيه شدّة كافية لأجل حلّها، وبهذه الطريقة، يتبقى الكلور حراً لأجل التفاعل مع الأوزون وتخريبه (تهديمه).
يمكن ملاحظة نموّ انتاج مركبات ك ف كا – 12 منذ العام 1940 وحتى العام 1970.
يمكن ملاحظة نموّ انتاج مركبات ك ف كا – 12 منذ العام 1940 وحتى العام 1970.
فإستُخدِمَت في تطبيقات عديدة: غاز بروبيلين الرذاذي، تصنيع الرغوة (المستعملة لإطفاء الحرائق حتى المستخدمة بتصنيع الحاويات)، تنظيف الدارات الإلكترونية، التبريد (غاز الفريون معروف كإسم تجاري أكثر شيوعاً)، التكييف، ...الخ.
معدل عمره متوسّط، حيث يعيش الفلور11 حوالي 75 عام والفلور12 حوالي 110 عام.
معدل عمره متوسّط، حيث يعيش الفلور11 حوالي 75 عام والفلور12 حوالي 110 عام.
كذلك، يُقدّر بأن ذرة من الكلور المتحررة من تحلل جزيء ك ف كا:
قادرة على هدم 100000 جزيء من الأوزون قبل تفاعله لأجل تشكيل جزيئات مستقرة وغير نشطة.
جزيء ك ف كا (CFC)
يحتاج هذا الجزيء لحوالي 4 أعوام لأجل السفر من سطح الأرض وحتى الإرتفاع المتواجد ضمنه الأوزون. هذا أحد الأسباب التي تجعل نتائج القياسات التي تتحدد بتصنيع مركبات ك ف كا لا غير قابلة للملاحظة بصورة فورية.
يجري إنتاج 90% من إصدارات مركبات ك ف كا في أوروبا، أميركا الشمالية، روسيا واليابان. تركزّها مزدوج في كل الكوكب. هذا سيؤدي، كونها غير قابلة للإنحلال في الماء، ونسبياً، عودتها للنشاط ضعيفة، لأن تمتزج خلال عام أو عامين في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي بإرتفاعات تقلّ عن 10 كيلومتر. تالياً، سيرتفع هذا المزيج من الهواء من الطبقة السفلى للغلاف الجوي إلى الطبقة العليا (السُكاكيّة)، خصوصاً في المناطق المدارية. بالنهاية، ستحرك الريح هذا الهواء نحو مناطق القطبين بطريقة تجعل الهواء في الطبقة العليا بكل الكوكب يحتوي بشكل تقريبي ذات الكميّة من مركبات ك ف كا.
مركبات ك ف كا، عبارة عن غازات تساهم في ظهور "الأثر الشتوي". لا تؤثر بعض بدائل مركبات ك ف كا بطبقة الأوزون، وبالتالي، لا يوجد تحديد بإنتاجها في الوثائق التي تعالج نقصان الأوزون. مع ذلك، لأنها "غازات شتوية" تدخل ضمن الإتفاقية الإطارية حول التغيُّر العالمي.
بمعرفة العوامل التي تولّد "الثقب" يمكننا إستخلاص كيفية إنتاجه. يوجد خلال فصل الشتاء عزل للطبقة العليا من الغلاف الجوي المتعلقة بالمنطقة القطبية الجنوبية (فوقها)، لكن، بغياب الضوء الشمسي، لا تُنتج تفاعلات كيميائية ملموسة:
مركبات ك ف كا، عبارة عن غازات تساهم في ظهور "الأثر الشتوي". لا تؤثر بعض بدائل مركبات ك ف كا بطبقة الأوزون، وبالتالي، لا يوجد تحديد بإنتاجها في الوثائق التي تعالج نقصان الأوزون. مع ذلك، لأنها "غازات شتوية" تدخل ضمن الإتفاقية الإطارية حول التغيُّر العالمي.
بمعرفة العوامل التي تولّد "الثقب" يمكننا إستخلاص كيفية إنتاجه. يوجد خلال فصل الشتاء عزل للطبقة العليا من الغلاف الجوي المتعلقة بالمنطقة القطبية الجنوبية (فوقها)، لكن، بغياب الضوء الشمسي، لا تُنتج تفاعلات كيميائية ملموسة:
مثل إنحلال مركبات ك ف كا.
وعندما يعود الضوء الشمسي في فصل الربيع للإطلال على منطقة القطب الجنوبي، ينتج عن تحلل مركبات ك ف كا الكلور حراً نشطاً والذي يهدم الأوزون الحاضر في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
وبسبب العزل في تلك المنطقة، لن يحدث هناك دخول لكتل هوائية غنيّة بالأوزون الآتية من طبقات أكثر إنخفاضاً، حيث يتم توليد هذا الغاز. لاحقاً، يتسبب إزدياد درجات الحرارة بكسر العزل، وتدخل كتل هوائية غنية بالأوزون وينتج إصلاح طبقة الأوزون فوق المنطقة.
مركبات البروم
بروم الميتان هو مركب هالوكاربونادو، غير مُنتشر بكثرة، لكن، يتمتع بقوة عليا لهدم الأوزون. تنتج المساهمات الرئيسية للبروم في الغلاف الجوي من:
بروم الميتان هو مركب هالوكاربونادو، غير مُنتشر بكثرة، لكن، يتمتع بقوة عليا لهدم الأوزون. تنتج المساهمات الرئيسية للبروم في الغلاف الجوي من:
إحتراق الغابات، رشّ المنتجات الزراعية، نواتج عوادم الآليات وصناعة المبيدات.
اعتبروا، على مدار كثير من السنوات، بأن المحيطات المصدر الطبيعي لهذا المركّب، لكن، بيّنت دراسات حديثة، بأنه في الواقع، المحيط مصدر ومصرف ولو أنه بالموازنة ما يقوم به هو كمصرف أكثر منه مصدر.
مركبات كلورية أخرى
هناك مركبات أخرى تحتوي على الكلور حرة في الطبقة السطحية للأرض، لكن، تتحلّل في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، وبالتالي، هي "مُنظّفة" عبر المطر وعمليات مشابهة ولن تبلغ طبقة الأوزون.
هناك مركبات أخرى تحتوي على الكلور حرة في الطبقة السطحية للأرض، لكن، تتحلّل في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي، وبالتالي، هي "مُنظّفة" عبر المطر وعمليات مشابهة ولن تبلغ طبقة الأوزون.
تُرسَلُ الكمية الكبرى للغلاف الجوي عبر تبخُّر مياه المحيطات بصيغة الملح البحري (كلور الصوديوم). هذا الملح قابل للإنحلال في الماء، وبالتالي، يتحرك بسرعة من الطبقة السفلى للغلاف الجوي، ليسقط على شكل:
مطر، جليد أو ثلج.
يحدث ذات الشيء مع المواد المستعملة في أحواض السباحة ومواد منظفة ذات إستعمال منزلي (ماء جافيل والعديد من الأنواع الشبيهة).
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق